Métabolisme oxydatif des AINS: caractérisation et risque d ......METABOLISME DU LORNOXICAM IN VITRO: CONCLUSIONS La 5’-hydroxylation du lornoxicam est catalysée, dans des microsomes

Métabolisme oxydatif des AINS:caractérisation et risque

d’interactions médicamenteuses

Dr. Pascal Bonnabry, PDPharmacie des HUGGenève

Zermatt5 octobre 2000

Dr P. Bonnabry PD, Pharmacie des HUG

ELIMINATION DES MEDICAMENTS

� Biotransformation hépatique– augmentation de la solubilité– participation d’autres organes

� Excrétion rénale– élimination de l’organisme– substances hydrophiles– filtration, sécrétion, réabsorption


ACTIVITE DES METABOLITESInactifs Actifs Toxiques

propranololimipraminediazépam

codéinecortisoneprednisoneazathioprine

paracétamolsulfamidéshalothane

morphinehydrocortisoneprednisolonemercaptopurine

4-hydroxypropranololdesmethylimipraminenordiazépam

dérivé hydroxylédérivés acétylésacide trifluoroacétique


ENZYMES DE FONCTIONNALISATION(PHASE I)

Oxydation Réduction Hydrolyse

Cytochromes P450 Cytochromes P450 Estérases

Flavine monooxygenases (FMO) Céto-réductases Amidases

Monoamine oxydases (MAO) Epoxyde-hydrolases

Xanthine-oxydase

Alcool et aldéhyde deshydrogénases


ENZYMES DE CONJUGAISON(PHASE II)

Type de conjugaison Transférase Donneur endogène

Glucuronidation UDP-glucuronyltransférases Acide UDP-glucuronique

Acétylation N-acétyltransférases Acétyl-CoA

Conjugaison au glutathion Glutathion-S-transférases Glutathion

Conjugaison à la glycine Acyl-CoA glycine transférases Glycine

Sulfatation Sulfotransférases Phosphoadénosyl phosphosulfate

Méthylation Méthyltransférases S-adénosyl-méthionine


LES ANTI-INFLAMMATOIRESNON-STEROIDIENS (AINS)

Chaleur Rougeur Oedème Douleur Perte de fonction


VOIES METABOLIQUES DES AINSOxydation Mixte Conjugaison Autres

Acides acétiques diclofénac kétorolacétodolacindométacine

Acides fénamiques acide méfénamiqueacide tolfénamique

Acides propioniques flurbiprofène fénoprofène kétoprofèneibuprofène naproxène

Coxibes celecoxibe rofecoxibe(réduction)

Pyrazolés phénylbutazone azapropazone(inchangédans l'urine)

Oxicams lornoxicamméloxicampiroxicamténoxicam


METABOLISME DEL’ACIDE MEFENAMIQUE

NHCOOH

NHCOOH

COOHNHCOOH OH

Acide méfénamique Acide 3-hydroxyméthyl-méfénamique

Acide 3-carboxy-méfénamique


LES CYTOCHROMES P450Localisation: réticulum endoplasmique

Organes: FOIEintestincerveaupeau...


CYTOCHROMES P450 ET CO

0

+A

BSO

RB

AN

CE

LONGUEUR D'ONDE [nm]

450 650600550500400

Omura T, J Biol Chem 1964;239:2370


MULTIPLICITE DES P450� Famille d’enzymes constituée de plus de

500 gènes� Seuls une douzaine de P450

métabolisent les médicaments chezl’homme

� 6 isoenzymes sont responsable de laquasi-totalité des voies métaboliquesP450-dépendantes

� L’abondance dans le foie de chaqueisoenzyme est très différente

CYP3A4

CYP2D6

CYP2C9

CYP2C19

CYP1A2

CYP2E1


ABONDANCE RELATIVE DES P450

Pelkonen O, Xenobiotica 1998;28:1203


IMPORTANCE FONCTIONNELLE

Smith DA, Xenobiotica 1998;28:1095


LES CYTOCHROMES P450

Gonzalez FJ, TiPS 1992;13:346


LES TABLEAUX DE CASES

Exemple de cas clinique

3 tables:- substrats- inhibiteurs- inducteurs

basées sur:- études in vitro- études in vivo- déductions logiques

Tableaux complets: Bonnabry P, Pharma-Flash 2000; 27:5-8


RELATION STRUCTURE-ACTIVITE� CYP2D6

� substances azotées� chargées positivement au pH physiologique� liaison ionique sur acide aminé aspartate

� CYP2C9� substances possédant une fonction acide� distance entre site acide et site d’oxydation assez constant

� CYP3A4� lipophiles et neutres au pH physiologique� liaisons hydrophobes


OUTILS D’ETUDES IN VITRO

Organisme

Organe perfusé

Tranches d ’organe

Hépatocytes

Microsomes

Enzymes


METABOLISME DES AINS IN VITRO:L’EXEMPLE DU LORNOXICAM

lornoxicam 5'-hydroxy-lornoxicam

P450 ?NS

O O

S

Cl

CH3

N

OOH

H

N

NS

O O

S

Cl

CH3

N

OOH

H

NOH


METABOLISME DU LORNOXICAMIN VITRO

� Stratégie (microsomes hépatiques humains)– Etablissement des conditions expérimentales– Cinétique de production du métabolite.– Inhibition par le sulfaphénazole– Contribution du CYP2C9 à la clairance totale in vitro– Inhibition par des substrats et des inhibiteurs du

CYP2C9Dosages par HPLC


0

1

2

3

0 25 50Lornoxicam [µmole/L]

V [n

mol

e/h/

mg

prot

]

Km = 3.6 ± 1.4 µmole/L Vmax = 2.6 ± 1.1 µmole/h/mgP moyenne ± sd, n=6

FORMATION DU 5 ’OH-LORNOXICAM


15 µM10 µM

5 µM

Lornoxicam2 µM

1

2

3

4

0 0.5 1 1.5

Sulfaphenazole [µM]

A

Ki =

0.2

4 µM

1/V

15

10

5

0 0.5 1 1.5

B

Sulfaphenazole [µM]

S/V

LORNOXICAM: INHIBITION PAR LESULFAPHENAZOLE


0

0.25

0.5

0.75

1

0 1 2 3 4 5Sulfaphenazole [µmole/L]

frac

tion

inhi

bée

(fi)

fm = 0.95 ± 0.01 Ki = 0.33 ± 0.19 µmole/L moyenne ± sd, n=3

LORNOXICAM: INHIBITION DE LACLAIRANCE TOTALE


moyenne ± sd n=3

% in

hibi

tion

0

25

50

75

100

PT WF TB DF SZIPMA53 ± 1 43 ± 1 44 ± 1 47 ± 1 42 ± 2 51 ± 1 51 ± 3

LORNOXICAM: INHIBITIONSCOMPETITIVES SUR LE CYP2C9


METABOLISME DU LORNOXICAMIN VITRO: CONCLUSIONS

� La 5’-hydroxylation du lornoxicam est catalysée, dans desmicrosomes hépatiques humains, parun seul enzyme

� L’implication du CYP2C9 dans le métabolisme in vitrosemble majeure (inhibition prévisible par les nombreuxsubstrats et inhibiteurs, Ki du sulfaphénazole)

� Etant donné l’importance de la 5’-hydroxylation in vivo, lacontribution du CYP2C9 à l’élimination de cet AINSparaît être forte

Bonnabry P, Eur J Clin Pharmacol 1996;49:305


AINS ET CYTOCHROMES P450

= CYP2C9

aceclofénacacide méfénamiquecélécoxibediclofénacflurbiprofèneibuprofèneindométhacineméloxicam (+CYP3A4 mineur)naproxène (+CYP1A2 mineur)piroxicamténoxicam


INTERACTIONS MEDICAMENTEUSES

� Source majeure de problèmes cliniques

� Investigation durant le développementclinique pas toujours fait avec rigueur

� Risque iatrogène évitable (ex: mibéfradil)



PD

PK

AbsorptionDistributionMétabolismeElimination

P450

Inhibition Induction


� Interactions pharmacodynamiques peuventgénéralement être anticipées

� Interactions pharmacocinétiques sont plus difficilesà prédire pour le clinicien

� Le métabolisme par les cytochromes P450constitue le site majeur d’interactionspharmacocinétique

� Une proportion importante d’interactions est due àdes phénomènes d’inhibition métabolique



POLYMEDICATION A L’HOPITAL

Fattinger K, Br j Clin Pharmacol 2000;49:158

4331 hospitalisationsMédecine interneSt-Gall / Zürich

Médiane: 6Extrêmes: 0-21


POLYMEDICATION ET RISQUED’INTERACTIONS MEDICAMENTEUSES� Données théoriques: 40 à 60% des patients gériatriques

seraient exposés à une ou plusieurs interactionspotentielles (Doucet, J Am Geriatr Soc 1996;44:944, Manchon N, Rev Med Int1989;10:521)

� Réalité clinique: utilisation sans grands problèmes denombreuses associations théoriquement à risque

� Hospitalisation: 1 à 2% sont dues à des interactionsmédicamenteuses (! morbidité, dépenses, parfoismortalité) (Jankel C, Drug Saf 1993;9:51)


QUALITE DE L’INFORMATIONPhysician’s desk reference 1996:

� Moins de 30% des monographies donnent desinformations sur les voies de métabolisme

� Moins de 50% des monographies proposentdes ajustements de dosage sur la base desdonnées d’interaction

Spyker DA, Clin Pharmacol Ther 1997;61:166


QUALITE DES DOSSIERSD’INTERACTION

Médicaments soumis à la FDA en 1996:

� Médiane de 6 études cliniques d’interaction(nombre doublé par rapport à 1994-95)

� Plus de 50% des soumissions contenaient desétudes d’interactions avec une batterie nonspécifique de médicaments, sans utilisationoptimale des résultats obtenus in vitro

Huang SM, J Clin Pharmacol 1999;39:1006


UTILISATION DES AINS

� Parmi les médicaments les plus prescrits� Env. 30 millions de personnes en prennent chaque

jour!� Celecoxibe: 3 millions de prescriptions en 3 mois!� Certains AINS disponibles sans ordonnance� Facteurs d ’amplification des risques d ’effets

indésirables et d ’interactions médicamenteuses


AINS: INTERACTIONSPHARMACODYNAMIQUES

� Associé au mécanisme d’action d’inhibition de lasynthèse des prostaglandines

� Anticoagulants oraux et héparine– anciens AINS– COX-2 sélectifs

� Ciclosporine, furosémide, IECA: effetsnéphrotoxiques potentialisé (inhibition de l ’effetprotecteur des prostaglandines)


INHIBITION DE L’ELIMINATIONDES AINS

� Inhibition du CYP2C9 conduit à une élévationdes concentrations plasmatiques– amiodarone, clopidogrel, fluvastatine, miconazole, ...

� Risque: péjoration des effets indésirables– système digestif– reins (personnes âgées !)– temps de saignement


DEPLACEMENT DE LA LIAISON AUXPROTEINES

Déplacement de la liaison aux protéinesAugmentation temporaire de la concentration libre

Augmentation de la clairance

Etablissement d’un nouvel équilibre

Concentration totale abaissée,concentration libre efficace inchangée


INHIBITION DE L’ELIMINATIONPAR LES AINS

� Potentiel d’inhibition du métabolsime– inhibition puissante du CYP2C9: pyrazolés

(phénalbutazone, azapropazone)– compétition d’intensité variable sur le CYP2C9:

autres AINS– inhibition du métabolisme d’origine non définie:

piroxicam


PIROXICAM-ACENOCOUMAROL+ piroxicam (Jour 8)

+ piroxicam (Jour 8)S-acenocoumarol (Jour 1)

R-acenocoumarol (Jour 1)

Temps [h]

0.05

0.10

0 6 12 18 24

Bonnabry P, Br j Clin Pharmacol 1996;41:525

J1: 4 mg rac-acénocoumarol

J8: 40 mg piroxicam4 mg rac-acénocoumarol

n=8


INHIBITION DE L’ELIMINATIONPAR LES AINS

� Impact sur les substrats du CYP2C9à marge thérapeutique étroite– anticoagulants oraux– phénytoïne (cinétique non linéaire !)

� Les plus sûrs: prédictions, essais cliniques– diclofénac– ibuprofène


INDUCTION DE L’ELIMINATIONDES AINS

� Induction du CYP2C9: peu courante– phénytoïne

� Induction des glucuronyltransférases– contraceptifs oraux

� Conséquences– échappement thérapeutique– attention à l’arrêt du traitement inducteur


INTERACTIONS RENALES

� L’inhibition de la synthèse des prostaglandinesréduit l’élimination rénale de nombreuxmédicaments:– lithium– méthotrexate– digoxine– aminoglycosides

� Egalement présent avec les COX-2 sélectifs !


VARIABILITE INTERINDIVIDUELLE

� Grande variabilité interindividuelle dans lapharmacocinétique (métabolisme, excrétion)

� Concentrations plasmatiques très variables� Risque d’interaction également variable d’un

individu à l’autre (ex: effet inhibiteur)


CONCLUSIONS: AINS

� Le métabolisme de nombreux AINS est assuré parle CYP2C9, qui constitue l’élément déterminant dela disparition de l’activité

� Le risque d’interactions peut être anticipé sur labase de raisonnements qualitatifs

� Des interactions sérieuses existent également auniveau rénal


CONCLUSIONS: ETUDE DESINTERACTIONS

� Les cytochromes P450 constituent la principalecible des interactions médicamenteuses

� Une étude approfondie des voies métaboliquesdurant le développement des médicaments estessentielle

� Les aspects quantitatifs des interactions peuventêtre prédits à partir des données in vitro, puisconfirmés par des études cliniques bien ciblées

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Métabolisme oxydatif des AINS: caractérisation et risque d ......METABOLISME DU LORNOXICAM IN VITRO: CONCLUSIONS La 5’-hydroxylation du lornoxicam est catalysée, dans des microsomes